课程第四天内容《基础交换 四》

bit ， 位 ， 任何一个0或者一个1，都称之为 1 位；
Byte ， 字节 ， 一个字节等于 8 个 bit ；  
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国庆假期内容回顾：
 
    设备初始化配置：
          IOS  
             用户模式
             特权模式
                 switch > enable  
                 switch #  ？/ tab  
                 switch #config  terminal  
         switch(config)#hostname  SW1
         switch(config)#no ip  domainlookup  
         switch(config)# line console 0
         switch(config-line)# exec-timeout 0 0  
         switch(config-line)#exit
         switch(config)# enable password   cisco  
         switch(config)# enable secrect   cisco1    
 
         switch(config)#interface vlan 1  
         switch(config-if)#no shutdown
         switch(config-if)#ip address 192.168.1.1           
                                       255.255.255.0
 
         PC -> 运行--> cmd  ---->telnet  192.168.1.1  
              
            问题：
                默认情况下无法登录成功；
 
            共识：
                网络设备的本地管理接口 - console 0 网络设备远程管理接口 - vty  
                        ---> 默认情况下，开启了认证；
 
            成功远程访问：
                   @ 配置远程访问密码；
                       sw1(config)# line vty  0 4
                       sw1(config-line)# password    
                               cisco123                        
                                
                   @ 关闭远程访问的认证；
                       sw1(config)# line vty  0 4
                       sw1(config-line)# no login  
                        
 
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IP地址作用：
    在一定范围内，唯一的表示一个网络设备；
 
IP地址结构：
    网络位 + 主机位 ，长度 32 bit ；
                   bit - 位 ；  
                   Byte - 字节； 1Byte = 8bit  
 
    子网掩码 ：
        与IP地址中的位一一对应，用于区分IP地址的结构；
            子网掩码中的1对应的位，称之为网络位；
            子网掩码中的0对应的位，称之为主机位；
 
IP地址和子网掩码的表示方式：
        ip-address ：101010101010000101010
        mask :       111111111111100000000
        
        
        点分十进制：
                X.X.X.X (X 为 10 进制)
                m.m.m.m   or     /n  (例如：/24 )
                
        
        
        二进制与十进制的相互转换：
            0000 0000 -->  0  
            1111 1111 -->  255
        
              210.1.9.8 255.255.255.0  
              
            2的N次方：
                0    7  
            
             X 除以 2 ， 取余数 ； 从下向上写；  
 
            16进制：
                0 - 9 , a , b , c , d , e ,f  
 
             网卡地址（MAC地址）：
                运行--> CMD ---> ipconfig |  ipconfig /all
            
   
 
 
特殊IP地址：
      每一个网段中都存在 2 个特殊的IP地址：
            网络地址 - IP 地址中的主机位全为0 ；  
            广播地址 - IP 地址中的主机位全为1；
            
            
 
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IP地址空间不足/浪费解决方案：
 
1、划分公有地址和私有地址：
      私有地址空间 -  
          A  0 -- 127  /8  
              
                10.0.0.0 ---  10.255.255.255  (8)
                          
          B  128 -- 191   /16
           
                172.16.0.0  ---  172.31.255.255 (12)
                
                      2 的 20 次方；  
                             
           
          C  192 -- 223   /24
           
                192.168.0.0  --- 192.168.255.255  (16)  
           
           网段A ： 192.168.1.0/24 --> 256 个 IP 地址；
                                      可用IP - 254  
                                                  
           网段B ： 192.168.2.0/24 --> 256 个 IP 地址；
                                      可用IP - 254             
           
          D  224 --  239 （组播地址）
             
                239.0.0.0  ---  239.255.255.255   (8)
           
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子网划分： (192.168.1.0 /24 , 总共可用地址 254 )
 
    1、首先确定主机位；
          2 的 N 次方 ，减 2 个特殊IP地址，必须大于等于28
          所以 N 取值 5 ；  
    
    2、确定新的IP网段的网络地址：
          新的网段的网络位 为 27 位 （32-5）；
          所以新的网段为：
              192.168.1.0000 0000   /27
                    192.168.1.0 -- 192.168.1.31  /27
               
              192.168.1.0010 0000   /27
              192.168.1.0100 0000   /27
              192.168.1.0110 0000   /27
              192.168.1.1000 0000   /27
              192.168.1.1010 0000   /27
              192.168.1.1100 0000   /27
              192.168.1.1110 0000   /27
               
         
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前提：
   规划网络之初，甲方给定一个 A  类网络：10.10.1.0/20 ；
   以给定的网段为基础进行IP地址规划；
要求：
   为每栋楼宇分配一个网段（8栋楼）
   每个网段70台主机；
   请写出每个网段的IP地址范围，以及网络地址、广播地址；
   尽量减少每个网段中的IP地址浪费；
    
思路：
    1、首先确定给定IP地址的网络地址；
    2、其次确定新的网络地址中的主机位个数；
    3、再次确定新的网络地址中的网络位；
    3、再次确定新的网络地址中的网络
 
 
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交换：
   相同网段之间互通，称之为 交换；  
    
    
路由：
   不同网段之间互通，称之为  路由 ；  
    
   实现：
       路由设备；
           -  路由器  
           -  多层交换机
           
       本质：
           通过一个“路由表”实现“不同网段之间的路由功能”；        
查看路由表：
   R1# show  ip  route  ;  
 
   注意：
        某些型号的多层交换机，默认没有开启路由功能；
        SW# configuration  terminal
        SW(config)#  ip  routing     // 开启路由功能；
        
R1#show ip route
Codes: L - local, C - connected, S - static, R - RIP, M -     
       mobile, B - BGP
 
       在显示的内容中，如果有“codes”，则说明开启了路由功能；
 
 
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R1 ：
      192.168.12.1 -----> 192.168.23.2
                          192.168.23.3  
 
原因：
     没有路由条目；  
      
      
静态路由：  
R1(config)# ip route  192.168.23.0 255.255.255.0  gi0/0    
      or    
R1(config)# ip route 192.168.23.0 255.255.255.0             
                                              192.168.12.2     
 
 
R3(config)# ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 192.168.23.2
 
建议：
    在配置静态路由时，使用第二种配置方式；减少 ARP 报文的发送
 
 
关闭3层端口的代理ARP：
     R2(config)#interface gi0/1
     R2(config-if)# no ip proxy-arp  
    
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路由器的工作原理：
    1、路由器仅仅关心数据中的 “ 目标IP 地址” ；  
    2、路由器提取 目标IP地址，与 路由表中的条目进行匹配：
           如果匹配成功，则转发；
           如果匹配不成功，则丢弃；            
        匹配原则：
            最长匹配原则。            
        匹配过程：
             举例 - R1 的 192.168.12.1 访问目标 192.168.23.3  
              
             1、首先查看 R1 的 路由表  - show  ip  route  
                  S 192.168.23.0 /24 [1/0] via 192.168.12.2
                   
             2、以上条目中，首先查看其中的子网掩码长度 /24  
           表示该条目仅仅查看目标IP地址中前面24位；    
                如果目标IP地址中的前24位，
                与路由条目中前面的24位，完全相同，
                  则表示匹配成功，转发出去；
                如果与路由条目前面的24位，不相同；
                  则表示匹配失败，丢弃数据包；                
                
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1、配置每个设备的接口IP地址；
 
R1
 
Router(config)#hostname R1   // 更改设备名字；
 
R1(config)#no ip domain-lookup // 关闭域名查询；
 
R1(config)#interface GigabitEthernet0/0 // 配置互联接口；
R1(config-if)# no shutdown  
R1(config-if)# ip address 192.168.12.1 255.255.255.0
 
 
~~~~~~~~~~~~~~
R1
 
Router(config)#hostname R2   // 更改设备名字；
 
R2(config)#no ip domain-lookup // 关闭域名查询；
 
R2(config)#interface GigabitEthernet0/1 // 配置互联接口 - R1
R2(config-if)# no shutdown  
R2(config-if)# ip address 192.168.12.2 255.255.255.0
 
 
R2(config)#interface GigabitEthernet0/0 // 配置互联接口 - R3
R2(config-if)# no shutdown  
R2(config-if)# ip address 192.168.23.2 255.255.255.0
 
 
~~~~~~~~~~
 
Router(config)#hostname R3   // 更改设备名字；
 
R3(config)#no ip domain-lookup // 关闭域名查询；
 
R3(config)#interface GigabitEthernet0/1 // 配置互联接口；
R3(config-if)# no shutdown  
R3(config-if)# ip address 192.168.23.3 255.255.255.0
 
 
2、在R1上创建 “静态路由条目” ，去往目标地址；  
 
R1(config)#ip route 192.168.23.0 255.255.255.0 192.168.12.2
 
 
3、在 R3 上创建去往 R1 的 静态路由条目 ；  
R3(config)#ip route 192.168.12.0 255.255.255.0 192.168.23.2
 
 
4、验证与测试
    R1# show  ip   route   
    R1# ping 192.168.23.3
        ping 192.168.23.2  
 
 
注意：
    路由条目，下一跳必须可达，才能进入路由表。
      下一跳可以是：
              端口 - 必须为设备本身的端口；
              IP地址 - 必须是对端设备的互联端口的IP地址；  
 
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路由属性：
 
    管理距离（Admin Distance） :
         表示路由条目的稳定性；取值范围 0 -- 255 ；
         值越小表示越稳定；  
         当值达到255时，不会放入路由表；  
         每种类型的路由，都有一个默认的管理距离；
            比如 ， 直连路由管理距离 为 0 ；  
                    静态路由管理距离 为 1 ；
 
    度量值（metric）：
          表示路由器去往该目标网段的距离；
          越小越好；           
          对于直连和静态路由，metric 都为0  ，且不可以更改
          
 
 
注意：    
    当去往同一个网络具有多个条目时，会进行路由属性的比较，
    选择一个最优的，放入路由表：
        1、首先比较 AD ， 越小越好；
        2、如果AD相同，则比较Metric ， 越小越好；  
        3、如果都相同，则同时放入路由表，形成”负载均衡“；
 
出口链路备份配置：
浮动静态路由 －
即调整出口静态路由的管理距离为非默认值；
R2(config)# ip route 192.200.1.1  255.255.255.255  
                                   192.178.12.1 // 主链路；  
R2(config)# ip route 192.200.1.1 255.255.255.255  
             192.178.23.3  9  //备份链路的路由 AD 调整为 9 ;  
 
 
测试步骤：
   1、配置完成之后，查看 R2 路由表，仅有主链路路由进入；
   2、关闭R2上连接 R1 的端口（模拟主链路故障），此时备份链路
       对应的路由（管理距离为9）进入路由表；
   3、开启R2上连接 R1 的端口（模拟主链路故障修复）， 此时备份
      链路所对应的路由”跳出“路由表，主链路路由进入；